Реферат Курсовая Конспект
Работа сделанна в 2001 году
Расчёт металлургической печи - Курсовая Работа, раздел Физика, - 2001 год - Министерство Образования Российской Федерации Липецкий Государственный Технич...
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра теплофизики Курсовая работа РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА по теплотехнике на тему: «Расчёт металлургической печи» Преподаватель: Карамышева Е.П. Студент: Группа: Од – 98 Липецк 2001 Аннотация С. 36, рис. 6, табл. 3, прил. 2, библ. 8 назв. В данной работе рассчитывается методическая печь с двусторонним обогревом, предназначенная для нагрева изделий из углеродистой стали Ст20 размерами 2308509200. Производительность рассчитываемой печи составляет 155 т/ч. Печь обогревается продуктами сгорания смеси природно-доменного газа. Содержание. 1. Расчёт горения топлива….….…2. Расчёт нагрева металла… …… 10 2.1. Расчёт основных размеров рабочей камеры и параметров внешнего теплообмена….…….10 2.2. 1-я ступень нагрева – методическая зона …11 2.3. 2-я ступень нагрева – сварочная зона ….…… 14 2.4. 3-я ступень нагрева – томильная зона ….….…3. Тепловой баланс методической печи….… … 4. Расчёт керамического рекуператора …….….1.Определение коэффициента теплоотдачи продуктов сгорания… 2. Определение требуемой поверхности теплообмена… 31 4.3. Определение размеров рекуператора… 4. Окончательные размеры рекуператора…5. Расчет аэродинамического сопротивления воздушного тракта…6. Расчет аэродинамического сопротивления тракта продуктов сгорания… … 5. Выбор горелочных устройств …….… …….6. Расчет газового, воздушного и дымового трактов нагревательных печей… ….………… 1. Определение размеров газо- и воздухопроводов …………40 6.2. Расчет дымового тракта….3.Аэродинамический расчёт дымового тракта… …… 41 Библиографический список….………….…….….42 Приложения… …….….…….1. Расчёт горения топлива. Производим расчет горения смеси природно-доменного газа с теплотой сгорания Qpн=8100 кДж/м3 в нагревательном колодце для нагрева слитков до 1230оС. В нагревательных колодцах применяют горелки без предварительного смешения газа с воздухом, поэтому принимаем коэффициент расхода воздуха =1,1. Из справочной литературы берем состав сухих газов.
Таблица 1 Состав сухих газов Принимаем влажность газов: - доменного W1=30 г/м3, - природного W2=10 г/м3. Определяем содержание влаги во влажном газе: доменном Н2О=100W1/(803,6+ W1)=3,598 %, природном Н2О=100W2/(803,6+ W2)= 1,229 %. Пересчитаем состав сухих газов на влажные.
Доменный газ. Содержание СО2 во влажном газе: =9,64 %. Аналогично находим содержание других компонентов во влажном доменном газе. Химический состав влажного доменного газа, %: СО2Р СОР СН4Р Н2Р N2Р Н2О Всего 9,64 26,41 0,867 3,18 56,29 3,598 100 Таким же путем определяем состав влажного природного газа: СН4Р С2Н6Р N2Р С4Н10Р Н2О Всего 91,06 0,79 5,926 0,987 1,100 Определяем низшую теплоту сгорания газов: - доменного QнР=126,45СО+107,6᠕ 5;Н2+358СН4=3992,712 кДж/м3 - природного QнР=358СН4+635 С2Н6+1253,36 С4Н10=34340,34 кДж/м3 Находим долю доменного газа в смеси: =0,864 Доля природного газа (1- )=0,135. Определяем состав смеси влажного газа: Х= Х1+(1- )Х2, где Х1-содержание данного компонента (например СО2,% ) в доменном газе; Х2-то же, в природном газе. Находим содержание СО2 в смешанном газе: =0,8649,64+0=8,329 % Аналогично определяем содержание других компонентов смешанного газа и получаем его состав, %: СО2 СО СН4 Н2 N2 С2Н6 С4Н10 Н2О Всего 8,329 22,82 13,07 2,748 49,44 0,106 0,133 3,27 100 Для проверки точности расчета определяем теплоту сгорания смешанного газа: QнР=126,45СО+107,6᠕ 5;Н2+358СН4+635 С2Н6+1253,36С4Н10=8095,6кДж/ м3 Определяем ошибку теплоты сгорания: Q= & #61655;100=5,410-4 %<0,5%. Разность между расчетной и заданной теплотой сгорания смешанного газа не превышает  0,5 %. Табличным способом рассчитываем удельное теоретическое количество воздуха и продуктов горения (табл. 2) Таблица 2 Расчет горения топлива Используя данные табл.2, определяем удельное действительное количество воздуха, количество и состав продуктов горения для принятого коэффициента расхода воздуха =1,1. Удельное количество воздуха: VВ=VВ0+(-1) VВ0=1,11,911=2,102 м3 Удельное количество продуктов горения: Vп= Vп0+(-1)VВ0=2,78 5+0,11,911=2,976 м3/м3. Удельное количество азота: VN= VN0+(-1)VNВ0=2,0 05+0,151=2,155 м3/м3. Удельное количество кислорода: VО= (-1)VОВ0=0,0401 м3/м3. Удельное количество других компонентов продуктов горения (табл. 2): =0,4497 м3/м3 =0,3315 м3/м3. Состав продуктов горения: СО2= /Vп100%=15,11%, N2=VN2/Vп100%=72,41%, Н2О= /Vп100%=11,14%, О2=VО2/ Vп100%=1,34%. Плотность среды: + +Н2ОН2О/(100& ;#61655;22,4)=2674,381/2240=1,194 кг/м3. во=1,293 кг/м3 - плотность воздуха.
Плотность продуктов сгорания: =2936,026/2240=1,31 кг/м3. Точность расчета проверяем составлением материального баланса горения на 1 м3 газа. Поступило: - газа ГОVГ=1,194&# 61655;1=1,194 кг; - воздуха воVВ=2,102&# 61655;1,293=2,718 кг. Всего: Му=1,194+2,718=3,912 кг. Получено продуктов сгорания: Мп=поVп=2,976&am p;#61655;1,310=3,9 кг. Баланс выполнен, если невязка меньше 0,5%: . Расчет калориметрической температуры горения.
Энтальпия продуктов горения: iп=Qpн/Vп=8095,6/2,976=2720,295 кДж/м3. Предварительно принимаем температуру t1=1700C и находим энтальпию продуктов горения: =(4087,115,11+2486,28 1655;72,4++2632,0911,139+320 3,051,347)10-2=2 754,3 кДж/м3. Так как i1 iп, то действительная калориметрическая температура горения меньше 1700C. Повторно принимаем t2=1600C. Энтальпия продуктов горения при t2=1600C: i2=(3815,8615,11+2328,65& ;#61655;72,4+2463,9711,139+2 979,131,347)10-2 = =2577,427 кДж/м3. Имеем i2<in<i1,следовательно, t2<tk<t1. Интерполяцией находим: =1700 – 19,225=1680,775С. Требуемая калориметрическая температура: =(1230+100)/0,7=1900С, где tМ=1230 – температура нагрева сляба, t=100 – т.к. методическая печь с трех ступенчатым режимом нагрева, =0,7 – т.к. методическая печь. Т.к. tk < tkТР , то необходим подогрев воздуха.
Энтальпию продуктов горения при tkТР=1900С находим экстраполяцией: =3105,035 кДж/м3. Определяем минимальную необходимую температуру подогрева воздуха: кДж/м3. Принимаем при t1=400C i1=532,08кДж/м3 и при t2=500C i2=672,01кДж/м3, а затем интерполяцией находим: =454,34С. Следовательно, для получения температуры печи 1330С температура подогрева воздуха должна быть 454С. 2.
Разность температур между поверхностью и серединой заготовки (700-800)... Начальная средняя по массе температура металла: tcр=(600+675)/2=637,5&... Начальное теплосодержание металла при 637,5С [2, прил.3]: . Степень выравнивания температур: , где = tМН – tСН=1230 – 1176=54&... Общее время нагрева металла в печи: =ɧ...
3) Потери тепла с уходящими газами: Энтальпия уходящих газов: 4)Потери... Расчётная поверхность свода: где Hм=H0+=1,23 м... Определение активной длины пода по зонам: методическая – Lм= L=... Коэффициент диафрагмирования окна Ф=0,7 [5. По длине сварочной зоны и 1/3 методической расстояние между поперечным...
Расчёт керамического рекуператора. Расход продуктов сгорания через рек... Согласно рекомендации [4] скорость продуктов сгорания и скорость возду... 4.1. По формуле получим. Определение коэффициента теплопередачи от продуктов сгорания к воздуху.
Число Рейнольдса: , где -скорость продуктов сгорания при 957,5=... 4.2 . Коэффициент теплоотдачи В=f(B,O;tB) при tB=0,5... Произведения парциальных давлений на эффективную длину луча: . Значения коэффициента теплоотдачи: 1.
Определение требуемой поверхности теплообмена. Для определения величины поверхности теплообмена F необходимо использовать графическую зависимость Е=f(m,) рис.2.1[4].Относительная температура воздуха  вычисляется по формуле: , а комплекс m как: , где С237В=С200+ 1,31+0,01(1,32-1,31)= 655;37=1,3137 кДж/(м2К) – теплоемкость воздуха при tВ=237С [4]. Из графика Е=0,5, тогда с учетом утечек воздуха поверхность теплообмена вычисляется: . 4.3
Площадь проходного сечения воздуха по высоте одного ряда труб: . 4.4 . Высот насадки рекуператора: , где P=8,5 м3/м3 – поверхность теплообмен... Число рядов труб в направлении, перпендикулярном движению воздуха: , г... Определение размеров рекуператора. Суммарная площадь проходного сечени...
Окончательные размеры рекуператора.
Число рядов труб по ширине рекуператора: . Число рядов труб по высоте рекуператора с учётом возможности увеличения высоты последнего прохода на 1 трубу: . Ширина насадки рекуператора: . Число рядов труб по длине рекуператора: , где S2=0,304м – шаг труб по длине рекуператора.
Длина насадки рекуператора: . Высота насадки рекуператора: . Действительная поверхность теплообмена. . 4.5
4.6. где Т – коэффициент трения для каналов из огнеупоров (0,05... Расчет аэродинамического сопротивления воздушного тракта.
Расчет аэродинамического сопротивления тракта продуктов сгорания . где Т – коэффициент трения для каналов из огнеупоров (0,05); dэ – эквивалентный диаметр для вертикальных каналов (0,114); 5, 6 –коэффициенты местных сопротивлений (0,5; 0,6); Псо, во – плотность продуктов сгорания и воздуха;  - коэффициент объемного расширения газов. 5.
Выбор горелочных устройств. Для данной методической печи используем го... Число горелок в каждой зоне: где Sг – шаг горелок [8], м; k – число ря... По рис.5а [8], по расчётному расходу воздуха и давлению перед горелкой... Проверим скорости в характерных сечениях горелки. По рис.8[8] найдём с... Действительные скорости сред: Отношение скоростей: Отношение скоростей...
Участок 4 диаметром d4(D4) и длиной l4(L4) обеспечивает подвод газа (в... Тогда: 2) горизонтальный участок – рекуператор с дымовой трубой. Длина l2=40 м. рис.4), [6,прил.6]. Реальная скорость дымовых газов: Схема дымового тракта представлена в ...
пункт 4.6. Аэродинамический расчёт дымового тракта. Потери давления на трение па ... Для дымового тракта разряжение, создаваемое дымовой трубой (с 50% запа... Тогда потери давления находят по формуле: Суммарные потери на местных ... Потери давления находят по формуле: Участок 2: при значении ᠊...
Библиографический список. 1. Соломенцев.
С.Л.
Расчёт горения топлива . –Липецк: ЛПИ, 1980. – 38с. 2. Лукоянов Б. И. Учебное пособие для расчета металлургических печей. – Воронеж: ВПИ, 1976 110с. 3. Соломенцев.
С.Л. Тепловой баланс печи. –Липецк: ЛПИ, 1981. – 26с. 4. Наумкин В. А. Выбор конструкции и расчет керамических рекуператоров. –Липецк: ЛПИ, 1983. – 32с. 5. Соломенцев.
С.Л. Методические указания по курсовому проектированию металлургических печей. –Липецк: ЛПИ, 1981. 6. Наумкин В. А. Расчёт газового, воздушного и дымового трактов нагревательных печей. –Воронеж: ВПИ, 1989. –56с. 7. Кривандин В. А Марков Б. Л. Металлургические печи. –М.: Маталлургия, 1997. –463с. 8. Щапов Г. А Карамышева Е. П. Выбор устройств для сжигания топлива в печах. Горелки типа “труба в трубе”. –Липецк: ЛПИ, 1985.
– Конец работы –
Используемые теги: расчёт, металлургической, печи0.063
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Расчёт металлургической печи
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов